Nano-layer structure of silicon-on-insulator materials

Silicon-on-insulator (SOI) has been recognized as a promising semiconductor starting material for ICs where high speed and low power consumption are desirable, in addition to its unique applications in radiation-hardened circuits. In the present paper, three novel SOI nano-layer structures have been demonstrated. ULTRA-THIN SOI has been fabricated by separation by implantation of oxygen (SIMOX) technique at low oxygen ion energy of 45 keV and implantation dosage of 1.81017/cm2. The formed SOI layer is uniform with thickness of only 60 nm. This layer is of crystalline quality. and the interface between this layer and the buried oxide layer is very sharp, PATTERNED SOI nanostructure is illustrated by source and drain on insulator (DSOI) MOSFETs. The DSOI structure has been formed by selective oxygen ion implantation in SIMOX process. With the patterned SOI technology, the floating-body effect and self-heating effect, which occur in the conventional SOI devices, are significantly suppressed. In order to improve the total-dose irradiation hardness of SOI devices, SILICON ON INSULATING MULTILAYERS (SOIM) nano-structure is proposed. The buried insulating multilayers, which are composed of SiOx and SiNy layers, have been realized by implantation of nitride and oxygen ions into silicon in turn at different ion energies, followed by two steps of high temperature annealing process, respectively, Electric property investigation shows that the hardness to the total-dose irradiation of SOIM is remarkably superior to those of the conventional SIMOX SOI and the Bond-and-Etch-Back SOI.

三种藏药材的化学成分研究

本学位论文报道了西藏产三种藏族传统植物药材的化学成分研究。论文由四章组成，前三章是实验部分，分别报道了尼泊尔黄堇(Corydalis hendersonii Hemsl.)、藏波罗花(Incarvillea younghusbandii Sprague)和全缘叶绿绒蒿(Meconopsis interifolia Franch.)的化学成分研究结果。从这三种青藏高原药用植物中共分离鉴定出33 个化合物，其中1 个是新化合物。第四章概述了罂粟科紫堇属植物的化学和药理研究进展。 第一章为尼泊尔黄堇的化学成分研究。通过正、反相硅胶柱色谱等分离方法从药用植物尼泊尔黄堇的地上部分共分离纯化得到12 个化合物。运用MS、1H-NMR、13C-NMR、DEPT、HMBC、NOESY 等现代波谱学方法将它们的结构鉴定为：刺罂粟碱(1) ， 普托品(2) ， 新那亭(3) ， 斯可任(4) ， tetrahydrothalifendine (5) ，9-methyl-decumbenine C (6)，tetrahydroberberrubine (7)，隐品碱(8)，α-别隐品碱(9)，6,7-methylenedioxy-1(2H)-oxoisoquinolinone (10)，6-丙酮基-5,6 -二氢血根碱(11)和β-谷甾醇(12)。其中化合物6 为新化合物，为首次发现的分子骨架上C-9 位连有甲基的苯肽异喹啉类型生物碱。另外，除化合物1 和2 外，其它9 个生物碱（3～11）均为首次从该种植物中分离得到。同时，我们还对对尼泊尔黄堇中的总生物碱进行了串联质谱分析。 第二章为藏波罗花的化学成分研究。从该药用植物的地上部分共分离得到16个化合物，通过理化常数和波谱数据鉴定为：异佛手柑内酯(1)，6-甲氧基当归素(2)，欧前胡素(3)，花椒毒内酯(4)，珊瑚菜素(5)，水合氧化前胡素(6)，rivulobirin A (7)，齐墩果酸甲酯(8)，咖啡酸甲酯(9)，银桦酸(10)，(D)-boschniakinic acid (11)，对羟基苯甲酸(12) ， tert-O-β-D-glucopyranosyl-(R)-heraclenol (13) ， 5-methoxy-8-O-β-D-glucopyranosyloxypsoralen (14)，前胡苷V(15)和苯乙醇-O-β-D-吡喃葡萄糖-(1→2)-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(16)。所有以上化合物均为首次从该种植物中分离得到。另外我们还首次对藏波罗花挥发油的化学成分进行了气相色谱-质谱(GC-MS)联用分析，共鉴定出39 个挥发性成分。 第三章为全缘叶绿绒蒿化学成分的分离鉴定。从传统藏药材全缘叶绿绒蒿地上部分共分离纯化出8 个化合物。通过理化常数和波谱数据将他们的结构分别鉴定为：去甲血根碱(1)，β-谷甾醇(2)，3-羟基-齐墩果烷-12(13)-烯-30-酸(3)，6-丙酮基-5,6-二氢血根碱(4)，木犀草素(5)，胡萝卜苷(6)，quercetin 3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranoside (7)和普托品(8)。其中化合物1，4 和7 为首次从该种药用植物中分离得到。 第四章为综述，总结和归纳了近年来罂粟科紫堇属植物的化学和药理研究进展。 This dissertation consists of four parts. The first, second and third parts report the studies on the chemical constituents from the medicinal plants of Corydalis hendersonii, Incarvillea younghusbandii and Meconopsis interifolia. The forth part reviews the progress of the studies on Corydalis species. The first chapter is about the isolations and identifications of alkalids from the aerial parts of C. hendersonii which is a traditional Tibetan medicine to treat febrifuge, high blood pressure and hepatitis. A new isoquinoline alkaloid, 9-methyl-decumbenine C (6), together with ten known alkaloids, stylopine (1), protopine (2), canadine (3), scoulerine (4), tetrahydrothalifendine (5), tetrahydroberberrubine (7), cryptopine (8), α-allocryptopine (9), 6,7-methylenedioxy-1(2H)-isoquinolinone (10) and 6-acetonyl-5,6-dihydrosanguinarine (11), and β-sitosterol (12) were isolated. Their structures were elucidated by spectroscopic methods. Furthermore, the total alkaloids were analyzed by ESI-MSn. The second chapter is about the isolations and identifications of chemical constituents from the aerial parts of I. younghusbandii. Sixteen compounds were isolated and purified by normal and reversed phase silica gel column chromatography. By spectral analysis, there structures were identified as isobergapten (1), sphondin (2), imperatorin (3), xanthotoxin (4), phellopterin (5), heraclenol (6), rivulobirin A (7), methyl oleanolate (8), methyl caffeate (9), grevillic acid (10), (D)-boschniakinic acid (11), 4-hydroxybenzoic acid (12), tert-O-β-D-glucopyranosyl-(R)-heraclenol (13), 5-methoxy-8-O-β-D-glucopyranosyloxypsoralen (14), decuroside Ⅴ(15), and phenylethyl-O-β-Dglucopyranosyl-(1→2)-β-D-glucopyranoside (16). All of these compounds were isolated from this plant for the first time．By the way, the chemical components of the essential oil from I. younghusbandii were analyzed by GC-MS for the first time. The third chapter is about the the isolations and identifications of the chemical constituents of M. interifolia. Eight compounds were isolated and identified as norsanguinarine (1), β-sitosterol (2), 3-hydroxyolean-12(13)-en-30-oic acid (3), 6-acetonyl-5,6-dihydrosanguinarine (4), luteolin (5), daucosterol (6), quercetin 3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranoside (7) and protopine (8). The compounds 1, 4 and 7 were isolated from this herb for the first time. The last chapter is a review of the research progress of the studies on Corydalis species, which includes the chemical constituents in this genus and their pharmacology.

全永磁ECR离子源研究进展

Electron Cyclotron Resonance (ECR) ion source is regarded as the most efficient machine to produce stable multiple charge state ion beams. Because of the special characteristics, all-permanent magnet ECR ion sources have been widely adopted around the world to produce stable ion beams of multiple charge state with good repetition have been widely adopted around the world to produce stable ion beams of multiple charge state with good repetition and high duty factor for compact research platforms and ion beam implanters. In this paper, all-permanent magnet ECR ion sources developed at IMP are presented, and typical parameters and performances are discussed. The high charge state source, LAPECR2, is mainly used to produce intense high charge state ion beams, and the LAPECR1 source is designed to produce intense ion beams of medium and low charge state. An improved LAPECR1-M is specially designed to produce heavy metal ion beams of low charge state. These ECR ion sources have been adopted by different experimental terminals at IMP and, with their nice performance, many experimental studies could be possible. 中文文摘：ECR(电子回旋共振)离子源是产生稳定的强流多电荷态离子束流最有效装置。全永磁ECR 离子源因其独特的特点为很多中小型多电荷态离子束流实验平台与离子注入机等系统所采用，为后者产生重复性好、稳定性强的多电荷态离子束流。本文着重论述了中国科学院近代物理研究所研制的几台全永磁多电荷态ECR 离子源及其特性与典型性能，如能产生强流高电荷态离子束流的高性能全永磁离子源LAPECR2，能产生强流中 低电荷态离子束流的LAPECR1，能产生多电荷态重金属离子束流的LAPECR1-M 等。这些性能稳定的离子源为提高近代物理研究所相关试验平台的性能提供了关键的束流品质保障。

放射性离子束~9C的细胞生物学效应

首先介绍了重离子束治癌的特点及当前的技术进步, 着重讨论了放射性离子束(RIB)在肿瘤治疗上增添的优势, 详细叙述了在日本放射医学综合研究所(NIRS)重离子医用加速器(HIMAC)上旨在肿瘤治疗的放射性离子束 C 的实验研究, 包括束流产生、参数优化、深度物理剂量分布、细胞辐照后的存 9活效应以及 C 和 C 束的相对生物效率(RBE)比较. 最终结果: 在40 mm 厚铍靶、10 mm 厚铝降能器、 9 125%动量接收度时, 采用 430 MeV/u、1.8×109 粒子/s 的初试束 C, 得到的 C 束的产生率为 9.07×10?6, 12 9纯度为 82.88%, 采用点扫描技术时, 在直径为 10 mm 的中心面积内, 可获得均匀度为 89.6%的辐照场,这时在入口处的剂量率为0.5Gy/h. 在Bragg峰附近范围内的细胞存活实验中, C束的平均RBE为5.28, 9而 C 束的平均 RBE 为 2.93, C 束的 RBE 要比 C 束的高1.8 倍, 这显示 C 束在 Bragg 峰附近范围内, 12 9 12 9对细胞的杀伤力要比 C 强, 在肿瘤治疗上会更有效. 12

Assessment of DNA damage of Lewis lung carcinoma cells irradiated by carbon ions and X-rays using alkaline comet assay

DNA damage and cell reproductive death determined by alkaline comet and clonogenic survival assays were examined in Lewis lung carcinoma cells after exposure to 89.63 MeV/u carbon ion and 6 MV X-ray irradiations, respectively. Based on the survival data, Lewis lung carcinoma cells were verified to be more radiosensitive to the carbon ion beam than to the X-ray irradiation. The relative biological effectiveness (RBE) value, which was up to 1.77 at 10% survival level, showed that the DNA damage induced by the high-LET carbon ion beam was more remarkable than that induced by the low-LET X-ray irradiation. The dose response curves of '' Tail DNA (%)'' (TD) and "Olive tail moment" (OTM) for the carbon ion irradiation showed saturation beyond about 8 Gy. This behavior was not found in the X-ray curves. Additionally, the carbon ion beam produced a lower survival fraction at 2 Gy (SF2) value and a higher initial Olive tail moment 2 Gy (OTM2) than those for the X-ray irradiation. These results suggest that carbon ion beams having high-LET values produced more severe cell reproductive death and DNA damage in Lewis lung carcinoma cells in comparison with X-rays and comet assay might be an effective predictive test even combining with clonogenic assay to assess cellular radio sensitivity

Biomedical research with heavy ions at the IMP accelerators

The main ion-beam acceleration facilities and research activities at the Institute of Modern Physics (IMP), Chinese Academy of Sciences are briefly introduced. Some of the biomedical research with heavy ions such as heavy-ion biological effect, basic research related to heavy-ion cancer therapy and radiation breeding at the IMP accelerators are presented.

Some Superconducting Magnets at IMP

Some superconducting magnets research at IMP (Institute of Modern Physics, CAS, Lanzhou) will be described in this paper. Firstly, a superconducting electron cyclotron resonance ion source (SECRAL) was successfully built to produce intense beams of highly charged heavy ions for Heavy Ion Research Facility in Lanzhou (HIRFL). An innovation design of SECRAL is that the three axial solenoid coils are located inside of a sextupole bore in order to reduce the interaction forces between the sextupole coils and the solenoid coils. For 28 GHz operation, the magnet assembly can produce peak mirror fields on axis of 3.6 T at injection, 2.2 T at extraction, and a radial sextupole field of 2.0 T at plasma chamber wall. Some excellent results of ion beam intensity have been produced and SECRAL has been put into operation to provide highly charged ion beams for HIRFL since May 2007. Secondly, a super-ferric dipole prototype of FAIR Super-FRS is being built by FCG (FAIR China Group) in cooperation with GSI. Its superconducting coils and cryostat is made and tested in the Institute of Plasma Physics (IPP, Hefei), and it more 50 tons laminated yoke was made in IMP. This super-ferric dipole static magnetic field was measured in IMP, it reach to the design requirement, ramping field and other tests will be done in the future. Thirdly, a 3 T superconducting homogenous magnetic field solenoid with a 70 mm warm bore has been developed to calibrate Hall sensor, some testing results is reported. And a penning trap system called LPT (Lanzhou Penning Trap) is now being developed for precise mass measurements.

重离子辐照甜高粱新品种选育及其诱变机理研究

利用重离子辐照技术对甜高粱种子进行不同剂量的诱变处理，并分析辐照后代的农艺性状、生理生化特性及基因组DNA的多态性差异，旨在选育出含糖量高、生物量高及抗逆性强的新品种，为发展生物质燃料乙醇产业提供优质的原料，并阐明重离子对甜高粱的诱变机理。主要结果如下： 1.甜高粱在田间的存活曲线表现为“类马鞍型”，随着辐照剂量的增加，其存活率先降后升再下降。 2.筛选出株高、单秆重、糖锤度、早熟型、茎粗等突变类型的材料，尤其是80Gy辐照剂量下从BJ0602中得到的早熟突变材料KFJT-1，生育期缩短了20天左右。 3.和未辐照株KFJT-CK相比，辐照突变株KFJT-1的萌芽指标表现为极显著差异（p＜0.01），其发芽势、发芽指数、活力指数和子叶长度、胚根鲜重及子叶鲜重分别下降了24％、12.69％、0.8108％和15.32％、76.27％、27.08％。 4. 利用RAPD技术对不同剂量的辐照处理检测出的多态性差异表明，不同剂量的碳离子束辐照后，不同辐照剂量对应的5种处理材料的DNA突变率分别0％、11.4％、12.2％、18.7％和17.7％。 重离子辐照可引起甜高粱各个方向的突变，有些突变材料生物量和含糖量均高，而有些突变材料表现出生长点消失、叶片扭曲、黄化等表型性状

深层治癌重离子束的配送

在辐射治疗应用方面，相比传统体外辐射疗法，高能量的重离子束流有着巨大的优势。近年来，世界上多数重离子治疗中心都对重离子的辐射特性已经进行了深入研究，从2006年起中国科学院近代物理所也开始了重离子辐射治疗肿瘤的临床实验。目前绝大多数重离子治癌中心都采用了包括一对独立的二极铁的束流配送系统，将从加速器引出的笔形束流在肿瘤的各层等深横截面上进行均匀照射。本文重点阐述了HIRFL-CSR重离子治癌装置中的束流配送系统的工作原理和分系统结构，包括深层治癌重离子束运线，终端扫描系统和根据治疗计划生成的扫描路径软件系统。第一部分简单介绍了世界上各大重离子医疗辐射工程，总结了医疗重离子加速器的设计经验，尤其对日本的HIMAC和德国GSI重离子治癌装置进行了详细介绍，同时对新型重离子治癌装置的特点和重离子治癌装置的发展方向进行了介绍。侧重分析研究了束流引出系统、控制系统和扫描系统的工作原理和相关在线设备，详细比较了两种扫描方式的优缺点。第二部分重点介绍了HIRFL-CSR加速器及其重离子辐射应用工程。CSR是中国第一台重离子冷却存储环，其主加速器CSRm是在兰州重离子治癌装置的核心，负责提供对应不同穿透深度不同能量的慢引出束流。兰州近代物理所的治癌临床实验分为三个阶段，其中第一阶段利用HIRFL辐照终端引出的重离子束流对浅层肿瘤进行适形照射。第二阶段利用CSRm引出的重离子束流开展对深层肿瘤的辐照实验，包括动物实验和临床实验。第三阶段在技术成熟后将小型医用重离子加速器向社会推广。第三部分中总结回顾了深层治癌重离子束运线的设计原理和和束运线的磁聚焦结构。对扫描系统（栅扫描和点扫描）进行了计算机模拟和束斑尺寸的控制方式进行了讨论。在重离子深层治癌进行第一次动物实验时，利用位于终端的分条电离室测试了治癌重离子束流的基本参量，得到了引出束流在垂直和水平方向以及束流微结构的品质信息，并用梯度法测量了束流的发射度。这些工作对于模拟不同引出束流情况对应的不同扫描方式时束流照射均匀度很有帮助，也给制定肿瘤的治疗计划提供了一些参考。最后论文还简单介绍了束流的共振引出系统，侧重说明引出束流的特性，提及重离子垂直治疗终端桶型旋转机架的设计

12C6+离子束辐射对大鼠骨的影响

放射性骨损伤是一种严重的放射病，通常由放射治疗引起。在进行重离子治癌研究的同时，我们应该考虑放射性骨损伤的预防。本文通过细胞和动物两方面的研究实验，初步评估了12C6+离子束对大鼠骨的影响。在细胞学方面，我们首次使用体外原代培养的方法，成功地培养了大鼠成骨细胞并进行了12C6+离子束照射实验。结果表明：1，细胞在2Gy以上剂量照射后，增殖受到了明显抑制，细胞存活率随剂量加大而下降；2，照射细胞在形态上发生了明显的变化，例如，细胞大小不一，透明度增大，丝状突起减少，核仁增多等，这些变化在不同剂量点表现有所不同；3，照射使以碱性磷酸酶活性为代表的细胞功能受到了不同程度的影响。与此同时，我们对这些现象和结果进行了比较深入的分析和讨论。另外，我们对细胞体外原代培养的方法进行了一些经验总结和讨论。在动物实验方面，我们用12C6+离子束分别对大鼠进行了全身照射和股骨部局部照射，以生物化学，物理学，力学的方法研究了照射大鼠在骨代谢，骨密度，骨生物力学等方面受到的影响并分析了各种结果出现的原因。实验结果表明：除血清碱性磷酸酶活性在照射剂量下无显著变化之外，受照大鼠的骨质合成能力，骨密度，股骨的最大承载力和最大应力都出现了与剂量负相关的变化。在局部照射中，2Gy以下的剂量对大鼠股骨各检测指标没有显著性影响

奇奇核166,168Lu和奇中子核87Zr高自旋态的实验研究

本论文主要进行了奇奇核~(166)Lu、~(168)Lu和奇中子核~(87)Zr的高自旋态的研究工作，对它们高自旋态的一些物理现象进行了讨论。并且首次对1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带的系统学规律进行了总结。主要由以下三个部分组成：~(166,168)Lu高自旋态的研究在最近有关形变奇奇核高自旋态的研究工作中，随着实验上π1／2-[541](direct X)vi_(13/2)带自旋的确定，人们发现除了130区的兀h_(11/2)(direct X)vh_(11/2)和160区的兀h_(11/2)(direct X)vi_(13/2)组态带低自旋旋称反转以外，π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)带的低自旋也是反转的，该转动带低自旋旋称反转现象引起了人们的很大的兴趣并得到很广泛的研究，为了通过π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)带与已知自旋和宇称的基态和一些低激发态相连，确定该转动带的自旋，人们付出了很大的努力。特别是最近几年，一些实验上自旋的确定，使得研究π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带低自旋旋称反转的系统学规律成为可能。需要指出的是在以前的研究结果中，~(166)Lu的π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带的能级摆动规律与相邻奇奇核该组态带的能级摆动规律严重不符，澄清该疑点是我们重新研究该核的主要动力之一。在以前~(168)Lu的研究工作中，只在~(168)Lu中发现两个带，但其中只有晕带的组态得到指定，根据带结构和旋称劈裂的大小估计另一个带极有可能是π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)带。为了澄清以上这些疑点和得到π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带的系统学规律，我们重新研究了。~(166,168)Lu的高自旋态。另外(h_(11/2)_p(i_(13/2))_n组．态带的低自旋旋称反转是一个广为人知的物理现象，但在以前的有关~(166）Lu的结果中对(h_(11/2))_p(i_(13/2))_n组态带白旋的确定与该组态带低自旋旋称反转系统规律相反，这也是我们对~(166)Lu重新研究的一个原因。实验是在北京中国原子能科学研究院HI-13串列加速器上进行的，分别利用入射能量为97MeV和92MeV的~(19)F束通过熔合蒸发反应~(152)Sm(~(19)F,~5n)~(166)Lu和~(154)Sm(~(19)F5n)~(168)Lu布居了~(166)Lu和~(168)Lu的高自旋态。用十台HpGe探测器组成的探测阵列进行γ-γ符合测量，对~(166)Lu和~(168)Lu分别记录了约1.27 * 10~8和0.25 * 10~8个两重和两重以上的符合事件。在~(166)Lu中，共发现了五条转动带，根据它们的顺排在0.28MeV均没有出现上弯，意味着它们的中子均占居i_(13/2)轨道，同时根据在~(165)Lu和~(167)Lu只发现基于9／2~-[514]、7／2~-[404]、1／2~-[541]、1／2~+[411]和5／2~+[402]轨道的转动带及在~(165)Yb和~(167)Hf中晕带均为5／2~+[642]的事实，那么由上述质子轨道和中子轨道组成的转动带是本文发现的五条带的最可能的侯选者。本实验中观察到的五条转动带分别基于7／2~+[404](direct X)5／2~+[642]、9／2~-[514](direct X)5／2~+[642]、1／2~-[541](direct X)5／2~+[642]、5／2~+[402](direct X)5／2~+[642]和1／2~+[642](direct X)5／2~+[642]轨道的转动带。和以前的数据相比主要有以下几点改进：(A)在以前的结果中，包括2000年新发表的有关~(166)Lu的文章，他们均把本文~(166)Lu纲图中(5)和(6)退激系列归属于π1／2~-[541](direct X)v5／2~+[642]转动带，而在本文中通过符合关系一个新的退激系列(7)被发现，根据(6)和(7)之间的符合关系、带交叉频率、γ射线强度和B(M1)／B(E2)的比值等关系，本文认为新发现的退激系列(7)与(6)组成新的π1／2~-[541](direct X)v5／2~+[642]转动带.以前的结果的错误在于把属于1／2~-[541](direct X)5／2~+[642]转动带的α = 0与1／2~-[541](direct X)5／2~+[642]转动带的α = 0误归于一个带，这就澄清了原文献中π1／2~-[541](direct X)v5／2~+[642]转动带能级摆动规律与相邻奇奇核该组态带能级摆动规律不符的疑点，同时把原文献中误归于π1／2~-[541](direct X)v5／2~+[642]转动带的那一个退激系列(5)重新指定为1／2~+[411](direct X)5／2~+[642]带(α = 0)；(B)通过分析实验数据、跃迁能量系统学和运用顺排相加性规则对以前实验中建立的9／2~-[514](direct X)5／2~+[642]和7／2~+[404](direct X)5／2~+[642]带的自旋进行了重新指定，把它们的自旋在原文的基础上加1个单位，澄清了以前的有关~(166)Lu结果中对9／2~-[514](direct X)5／2~+[642]组态带自旋的确定与该组态带低自旋旋称反转事实相反的疑点；(C)新发现了基于9／2~-[541](direct X)5／2~+[642]组态的转动带。在~(168)Lu中，共观察到了四条转动带，分别是π1／2~-[541](direct X)v5／2~+[642]、7／2~+[404](direct X)5／2~+[642]、 9／2~-[514](direct X)5／2~+[642]和7／2~+[404](direct X)5/2~-[523](本文新建立的带)带，本文对其中晕带7／2~+[404](direct X)5／2~+[642]的K值取值与原文献中的取值不同，并根据能量系统学和带头激发能指出不同的原因。 除以上所述外，本文还给出了~(166)Lu和~(168)Lu各γ射线的强度、转动参数A、较强γ射线的DCO值、分支比和B(M1)／B(E2)等实验值。基于实验和理论预期的B(M1)／B(E2)比值的比较、各带带交叉行为、顺排相加性、带头激发能和转动参数A对各带的组态和自旋进行了指定。最后通过对实验上对~(162,164)Tm、~(174)Ta和~(176)Re的π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带p-n剩余相互作用信息的提取，指出奇质子核中1／2~-[541]带的带交叉频率相对相邻偶偶核的延迟约三分之一到一半左右，其原因是由于p-n剩余相互作用所造成的(包含了对效应和形变变化的CSM模型能够解释另一半的偏离)，可以定性的认为正是由于形变、对相互作用的变化和剩余p-n相互作用三者相结合导致了整个的1／2~-[541]带中带交叉频率的偏离。旋称反转机制综述和πh_(932)(direct X)vi_(l3/2)组态的系统学首先对导致旋称反转的各种机制做一简单回顾，同时对ππh,u2⑩vi,钔组态带系统学规律做一简单总结，总结了πh_(11/2)(direct X)Vi_(13/2)组态带的跃迁能量系统学规律。在最近，随着~(162)Tm、~(164)Tm、~(174)Ta和~(176)Re等几个奇奇核中半退耦带1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)的自旋通过实验方法的确定，人们惊奇的发现在上述这些核~(162)Tm、~(164)Tm、~(174)Ta和~(176)Re)中半退耦带1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)在低自旋区都是旋称反转的。人们就会很自然的回头去看那些在该区已经布居1／2~-[541](direct X)vi_(l3／2)组态带的那些核，结果发现对于该组态带的自旋的指定是很杂乱无章的，有些自旋的确定即不符合能量系统学又与顺排相加性规则相悖，如在~(172)Ta和~(178)Re中(值得指出的是有关这两个核的文章均是在十年前发表的)，自旋的指定明显与最近发表的该区πhg_(9/2)(direct X)vi_(13/2)组态带自旋不符，本文通过能量系统学和顺排相加性对~(172)Ta和~(178)Re的1／2~-541](direct X)vi_(13/2)组态带自旋做了修改，分别增加了3h和h。本文通过对最新结果~(162)Tm、~(164)Tm、~(170)Lu、~(170,174,176)Ta、~(176)Re、~(180)Ir)和以前的结果(~(172)Ta和~(178)Re)及本文的结果(~(166,168)Lu)对上述12个核的1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带的S(I) = E(I)-E(I-1)- E(I + 2)-E(I + 1)-E(I - 1)-E(I - 2)]／2～I的变化图的分析，继A ≈ 130区7πh_(11/2)(direct X)vh_(11/2)组态带和A ≈ 160区πh_(11/2)(direct X)vi_(13/2)组态带的系统学规律以后，首次总结出A ≈ 170区π1／2~-541](direct X)vi_(13/2)组态带的系统学规律：反转点的自旋随N的增加而增加，随Z的增加而减小，与πh_(11/2)(direct X)和πh_(11/2)(direct X)vi_(13/2)转动带的系统学规律很相似，即反转点自旋均随中子和质子单调地变化。通过对各种理论模型的研究发现三轴形变、科里奥利力、带交叉与自反转和p-n相互作用在奇奇核中都有可能导致旋称反转，包含有p-n相互作用的粒子-转子模型在πh_(11/2)(direct X)和vh_(11/2)、πh_(11/2)和π1／2 ~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带中的旋称反转上取得了某些成功，表明p-n相互作用在解释奇核低自旋反转现象中起着很重要的作用。通过对实验上π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带旋称反转点与文献中理论计算值的比较，得出p-n相互作用强度的变化可能是导致π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带症称反转点变化主要原因的结论。过渡区核~(87)Zr的高自旋态研究在A≈80区，许多原子核的中子和质子数都处在28和50两个满壳层之间，对于这些核而言，任何一种核子数的改变都有可能导致核形状的显著变化。有研究结果表明，对于40≤Z≤45的核来讲，N=46是变形核向球形核变化的转折点。在40≤N≤50区，对Zr(Z=40)同位素系列中诸原子核能级结构伴随中子数改变而发生的变化的研究将会帮助我们了解这个形状变化的过程。我们所研究的~(87)Zr含有47个中子，就处于这个过渡区。实验是在北京中国原子能科学研究院HI-13串列加速器上进行的，利用入射能量为118MeV的~(32)S束通过~(58)Co(~(32)S,3pn)~(87)Zr熔合蒸发反应布居。~（87）Zr的高自旋态，实验用的靶为附有Ta衬的厚度1082μg／cm~2的~(59)Co箔。用7台HpGe探测器组成的探测阵列进行γ-γ符合测量。同时采用一个小平面光子探测器探测低能γ射线。本实验记录了约1.5 * 10。个两重以上的符合事件，建立了自旋直到37／2和43／2的能级纲图。研究的结果表明：~(87)Zr与相邻同中子奇A核的正宇称低激发能级之间存在着很强的相似性，而与相邻奇A核同位素相比，结构变化明显， 这可能表明在该核区对核形变的影响中子占主要地位，质子影响较小。激发能随中子变化的比值图呈阶梯状，认为R ≈ 1.5，R_x ≈ 2.0和R_x ≥ 2.2分别代表核形变的三个区域，即球型核、过渡区核和形变核。通过与相邻(Z,N + 1)偶偶核低激发态能级相比较的方法对各低激发能级组态的主要成分进行了估计，发现随自旋的增加，出现了各能级组态之间的混杂。

重离子束介导植物转基因研究及其辐射育种的生物学效应

遗传转化是基因工程的一个重要研究方向，而利用重离子束介导转基因技术是近年来新兴的一门技术，这种技术的原理是利用离子束对植物细胞的蚀刻作用，造成受体细胞表面的损伤和穿孔，从而引起细胞膜透性和跨膜电场的改变，将外源基因引入植物细胞。特别是近年来植物总D NA转化技术得到了发展，借助离子束介导转移活性裸露D NA大分子已成为当前引人注目的一个研究方向。本论文将利用这一基因转导的新技术，探索基因高转化效率和稳定表达的转基因方法。而且，本论文还结合辐射育种研究了植物种子受辐照后的相关生物学效应。材料与方法： 本论文采用兰州重离子研究装置(HIRFL)加速的碳离子辐照植物种子，种子经辐照后，以常规手段进行基因转导。另一部分被照种子则萌发后，统计其发芽率，发芽势，微核，并进一步测定其多项酶学指标，分析它们与剂量之间的关系。结果：·低剂量辐照不能抑制种子的发芽率，反而有促进种子萌发的作用·低剂量辐照也能激活细胞的防御系统，部分抗氧化酶活性与LET有相关性。·作为主要抗氧化物质的SOD（超氧化物歧化酶）、CAT（过氧化氢酶）对剂量的反应不灵 敏，低剂量作用时不能发挥作用。这种情况卞可能主要由GsH佩Px（谷肤甘肤过氧化物酶）和NOS（一氧化氮合酶）发挥清除自由基的作用一·低剂量辐照可以促进种子萌发，高剂量则抑制种子的发芽。碳离子和电子辐照都能激活细胞的防系统。在幼苗期，抗氧化酶的分布不尽相同：SOD9超氧化物歧化酶（和GSH-PX（谷胱甘肽过氧化物酶）的活性是根茎部高于叶片部，而CAT（过氧化氢酶）的活性是叶片部更高。

低能重离子束对生物分子的辐照效应研究

该文采用L(+)-半胱氨酸及其衍生物和原卟啉Ⅸ二钠盐等生物分子中所没有的铁元素的重离子注入和多种现代仪器分析技术,研究了低能重离子束对生物分子的辐射照应.总之,荷能铁离子束辐照生物分子不但可引起分子的结构损伤,产生新的分子产物,也可沉积在新的改性分子产物之中,直接证实了注入重离子的质量沉积效应,对重离子束生物学的发展提供了重要的理论支持.该文的研究结果还预示着重离子束必将在生物和药物分子改性等研究领域具有重要的实际应用价值.

HIRFL束流发射度测量系统的软件设计

束流发射度测量应用软件是在加速器控制和束流诊断的基础上，为方便加速器调束而设计的集测量、计算、绘图等功能为一体的计算机应用程序。本论文全面论述了在HIRFL束流诊断系统中，利用二次发射束流剖面测量装置和以图像采集处理为基础的多孔屏法测量装置进行束流发射度测量应用软件设计的开发过程。采用面向对象（OOP）的计算机编程技术，结合加速器物理知识、束流诊断技术、调束经验、数据图形化软件设计等多项技术，用VistlalC++6.O编译器完成应用软件的设计，并运行于Windows 9X／2000操作系统平台中。论文中阐述了目前国际上加速器以及HIRFL束流诊断技术的发展现状和本论文的研究工作及其意义；简要概述了几种束流横向参数的测量方法；对三剖面法束流发射度测量系统，包括束流剖面测量的工作原理，信号的传输与预处理，动态链接库的开发和发射度测量原理等作了比较详细地介绍，同时介绍了应用软件中各个功能模块的设计过程。在该系统设计中，本着方便运行人员操作的原则，将束流发射度测量结果形象、直观的显示在操作界面上，并一改以往测量与调节过程相分离的状态，将二者集于一体，使得测量和调节能够同步进行。在多孔屏法发射度测量系统设计中，介绍了系统的总体测量结构，并对用作图像获取的DT3 155接口卡的性能和工作原理作了详细地介绍，对荧光靶图像的处理方法作了较为深入的研究，同时系统的阐述了该系统应用软件的主要设计思想和各功能模块的实现过程。在这套系统中采用了图像变换、边界跟踪等数字图像处理技术，大大减少了数据处理量，提高了图像的处理速度，使得传统的荧光靶定性观测得以发展成实时、精确的定量测量。最后，根据计算机技术，网络信息技术及束流诊断技术的发展趋势，对发射度测量应用软件未来的改进设计作了进一步的设想。这两套应用软件均已在源束线进行了安装和测试，达到了预期的目的，并取得了较为满意的结果，具有实时、快速、精度高、界面直观友好等优点。